元素與d。的元素一一對應；第i次循環(huán)開始時，所有被監(jiān)測量的初始值， 用被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C。表示，向量C1。的定義方式與向量C。的定義方式相同，C1。 的元素與C。的元素一一對應，被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C1。表示對應于A1。的所有被監(jiān)測 量的具體數(shù)值；r。和cT。是A1。的特性參數(shù)，C1。由A1。的力學計算結果組成；第一次循環(huán)開 始時，心。記為A1。，建立心。的方法為使A1。等于A。;第一次循環(huán)開始時，T1。記為T1。，建立f。 的方法為使Ti。等于T。;第一次循環(huán)開始時，(T。記為d1。，建立山。的方法為使d1。等于d。;第 一次循環(huán)開始時，町記為C1。，建立氏的方法為使C1。等于C。；
[OOWf.從運里進入由第f步到第q步的循環(huán)；在結構服役過程中，按照"本方法的索結 構的溫度測量計算方法"不斷實測計算獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的當前數(shù)據(jù)，所有"索結構 穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"的當前數(shù)據(jù)組成當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量r，向量r的定義方式與向 量T。的定義方式相同，T1的元素與T。的元素--對應；在實測得到向量T1的同時，實測得 到在獲得當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量r的時刻的同一時刻的索結構中所有被監(jiān)測量的 當前值，所有運些數(shù)值組成被監(jiān)測量當前數(shù)值向量c\向量C的定義方式與向量C。的定義 方式相同，C的元素與C。的元素一一對應，表示相同被監(jiān)測量在不同時刻的數(shù)值；
[0022]g.根據(jù)當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量r，按照步驟gi至的更新當前初始力學計 算基準模型心。、被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C。和當前初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1。， 而被評估對象當前初始損傷向量cf。保持不變；
[002引 gl.比較r與T1。，如果r等于T1。，則心。、C。和T1。保持不變；否則需要按下列步 驟對心。、町和r進行更新；
[0024] g2.計算r與T。的差，T1與T。的差就是當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)關于初始索結 構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化，r與T。的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于T1減去T。，S表示 索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化； 陽0巧]的.對A。中的索結構施加溫度變化，施加的溫度變化的數(shù)值就取自穩(wěn)態(tài)溫度變化 向量S，對A。中的索結構施加的溫度變化后得到更新的當前初始力學計算基準模型A1。，更 新心。的同時，T1。所有元素數(shù)值也用T1的所有元素數(shù)值對應代替，即更新了T1。，運樣就得到 了正確地對應于心。的T1。;此時cT。保持不變；當更新A1。后，A1。的索的健康狀況用被評估對 象當前初始損傷向量cT。表示，A1。的索結構穩(wěn)態(tài)溫度用當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1表 示，更新C。的方法是：當更新A1。后，通過力學計算得到A1。中所有被監(jiān)測量的、當前的具體 數(shù)值，運些具體數(shù)值組成C。；
[00%]h.在當前初始力學計算基準模型心。的基礎上，按照步驟hi至步驟h4進行若干 次力學計算，通過計算建立單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC和被評估對象單位變化向 量町；
[0027] hi.在第i次循環(huán)開始時，直接按步驟h2至步驟h4所列方法獲得AC和〇1。;在其 它時刻，當在步驟g中對心。進行更新后，必須按步驟h2至步驟h4所列方法重新獲得AC1 和〇1。，如果在步驟g中沒有對心。進行更新，則在此處直接轉入步驟i進行后續(xù)工作；
[0028] h2.在當前初始力學計算基準模型心。的基礎上進行若干次力學計算，計算次數(shù)數(shù) 值上等于所有被評估對象的數(shù)量N，有N個評估對象就有N次計算；依據(jù)被評估對象的編 號規(guī)則，依次進行計算；每一次計算假設只有一個被評估對象在原有損傷或載荷的基礎上 再增加單位損傷或載荷單位變化，具體的，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那 么就假設該支承索再增加單位損傷，如果該被評估對象是一個支座的一個方向的角位移分 量，就假設該支座在該位移方向再增加單位角位移，如果該被評估對象是一個載荷，就假設 該載荷再增加載荷單位變化，用記錄運一增加的單位損傷或單位角位移或載荷單位變 化，其中k表示增加單位損傷或單位角位移或載荷單位變化的被評估對象的編號，是被 評估對象單位變化向量〇1。的一個元素，被評估對象單位變化向量〇1。的元素的編號規(guī)則與 向量d。的元素的編號規(guī)則相同；每一次計算中再增加單位損傷或單位角位移或載荷單位變 化的被評估對象不同于其它次計算中再增加單位損傷或單位角位移或載荷單位變化的被 評估對象，每一次計算都利用力學方法計算索結構的所有被監(jiān)測量的當前計算值，每一次 計算得到的所有被監(jiān)測量的當前計算值組成一個被監(jiān)測量計算當前向量；當假設第k個被 評估對象再增加單位損傷或單位角位移或載荷單位變化時，用C\k表示對應的"被監(jiān)測量計 算當前向量";在本步驟中給各向量的元素編號時，應同本方法中其它向量使用同一編號規(guī) 貝1J，W保證本步驟中各向量中的任意一個元素，同其它向量中的、編號相同的元素，表達了 同一被監(jiān)測量或同一對象的相關信息；C\k的定義方式與向量C。的定義方式相同，C的元 素與C。的元素-對應；
[0029] h3.每一次計算得到的向量C\k減去向量C1。得到一個向量，再將該向量的每一個 元素都除W本次計算所假設的單位損傷或單位角位移或載荷單位變化數(shù)值后得到一個"被 監(jiān)測量的數(shù)值變化向量5CV';有N個被評估對象就有N個"被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量"；
[0030] h4.由運N個"被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量"按照N個被評估對象的編號規(guī)則，依次組 成有N列的"單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC";單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC 的每一列對應于一個被監(jiān)測量單位變化向量；單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC的每一 行對應于同一個被監(jiān)測量在不同被評估對象增加單位損傷或單位角位移或載荷單位變化 時的不同的單位變化幅度；單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC的列的編號規(guī)則與向量d。 的元素的編號規(guī)則相同，單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC的行的編號規(guī)則與M個被監(jiān) 測量的編號規(guī)則相同；
[0031]i.定義當前名義損傷向量cT。和當前實際損傷向量(T，cr。和(T的元素個數(shù)等于被 評估對象的數(shù)量，cT。和(T的元素和被評估對象之間是--對應關系，(T。的元素數(shù)值代表對 應被評估對象的名義損傷程度或名義角位移或名義載荷變化量，（T。和cT與被評估對象初 始損傷向量d。的元素編號規(guī)則相同，(T。的元素、(T的元素與d。的元素是一一對應關系； 陽〇3引j.依據(jù)被監(jiān)測量當前數(shù)值向量C同"被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量CV'、"單位損傷 被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣A 和"當前名義損傷向量cT。"間存在的近似線性關系，該近似線 性關系可表達為式1，式1中除cT。外的其它量均為已知，求解式1就可W算出當前名義損 傷向量山。；
[0034]k.利用式2表達的當前實際損傷向量cT的第k個元素d\同被評估對象當前初始 損傷向量cT。的第k個元素cT。,和當前名義損傷向量(T。的第k個元素cTtk間的關系，計算 得到當前實際損傷向量cT的所有元素；
[0036] 式2中k= 1，2, 3,……，N;d\表示第i次循環(huán)中第k個被評估對象的當前實際 健康狀態(tài)，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么d\表示其當前實際損傷，cTk 為0時表示無損傷，為100%時表示該支承索徹底喪失承載能力，介于0與100%之間時表 示喪失相應比例的承載能力；如果該被評估對象是一個支座的一個角位移分量，那么d\表 示其當前實際角位移數(shù)值；至此本方法實現(xiàn)了核屯、被評估對象的健康狀態(tài)的識別； 陽037] 1.在求得當前名義損傷向量(f。后，按照式3建立標識向量式4給出了標識向 量B1的第k個元素的定義；
W40] 式4中元素B\是標識向量B1的第k個元素，D1。,是被評估對象單位變化向量D1。 的第k個元素，（ftk是被評估對象當前名義損傷向量cT。的第k個元素，它們都表示第k個 被評估對象的相關信息，式4中k= 1，2, 3,......，N;
[0041] m.如果標識向量B1的元素全為0,則回到步驟f繼續(xù)本次循環(huán)；如果標識向量fii 的元素不全為0,則進入下一步、即步驟n;
[0042] n.根據(jù)式5計算得到下一次、即第i+1次循環(huán)所需的被評估對象當前初始損傷向 量山"。的每一個元素；
[0043] CN 1051巧758 A 說明書 12/18頁
W44]式5中cT"。,是下一次、即第i+1次循環(huán)所需的被評估對象當前初始損傷向量cT"。的第k個元素，cT。,是本次、即第i次循環(huán)的被評估對象當前初始損傷向量cT。的第k個元 素，是第i次循環(huán)的被評估對象單位變化向量D1。的第k個元素，B\是第i次循環(huán)的標 識向量R1的第k個元素，式5中k= 1，2, 3,......，N;
[0045] 0.取下一次、即第i+1次循環(huán)所需的當前初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量r"。等于 第i次循環(huán)的當前初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量r。；
[0046] P.在初始力學計算基準模型A。的基礎上，對A。中的索結構施加溫度變化，施加的 溫度變化的數(shù)值就取自穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S，再令索的健康狀況為cT"。后得到的就是下一 次、即第i+1次循環(huán)所需的力學計算基準模型心";得到A1"后，通過力學計算得到A1"中所 有被監(jiān)測量的、當前的具體數(shù)值，運些具體數(shù)值組成下一次、即第i+1次循環(huán)所需的被監(jiān)測 量當前初始數(shù)值向量C1"。；
[0047] q.回到步驟t開始下一次循環(huán)。
[0048] 有益效果：結構健康監(jiān)測系統(tǒng)首先通過使用傳感器對結構響應進行長期在線監(jiān) 巧。，獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)后對其進行在線（或離線）分析得到結構健康狀態(tài)數(shù)據(jù)，由于結構的復雜 性，結構健康監(jiān)測系統(tǒng)需要使用大量的傳感器等設備進行結構健康監(jiān)測，因此其造價通常 相當?shù)母?，可W說造價問題也是制約結構健康監(jiān)測技術應用的一個主要問題。另一方面，核 屯、被評估對象（例如斜拉索）的健康狀態(tài)的正確識別是結構健康狀態(tài)的正確識別的不可或 缺的組成部分，甚至是其全部，而次要被評估對象（例如結構承受的載荷）的變化（例如通 過斜拉橋的汽車的數(shù)量和質量的變化）的正確識別對索結構的健康狀態(tài)的正確識別的影 響是微乎其微的，甚至是不需要的。但是次要被評估對象的數(shù)量與核屯、被評估對象的數(shù)量 通常是相當?shù)?，次要被評估對象的數(shù)量還常常大于核屯、被評估對象的數(shù)量，運樣被評估對 象的數(shù)量常常是核屯、被評估對象的數(shù)量的多倍。在次要被評估對象（載荷）發(fā)生變化時， 為了準確識別核屯、被評估對象，常規(guī)方法要求被監(jiān)測量（使用傳感器等設備測量獲得）的 數(shù)量必須大于等于被評估對象的數(shù)量，當發(fā)生變化的次要被評估對象的數(shù)量比較大時（實 際上經(jīng)常如此），結構健康監(jiān)測系統(tǒng)所需要的傳感器等設備的數(shù)量是非常龐大的，因此結構 健康監(jiān)測系統(tǒng)的造價就會變得非常高，甚至高得不可接受。幸好發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在次要被 評估對象（例如結構承受的正常載荷，結構的正常載荷是指結構正在承受的載荷不超過按 照結構設計書或結構竣工書所限定的結構許用載荷）變化較小時（對于載荷而言就是結構 僅僅承受正常載荷，結構承受的載荷是否是正常載荷，能夠通過肉眼等方法觀察確定，如果 發(fā)現(xiàn)結構承受的載荷不是正常載荷，那么人為去除、移除非正常載荷后，結構就只承受正常 載荷了），它們所引起的結構響應的變化幅度（本說明書稱其為"次要響應"）遠小于核屯、被 評估對象的變化（例如支承索受損）所引起的結構響應的變化幅度（本說明書稱其為"核 屯、響應"），次要響應與核屯、響應之和是結構響應的總變化（本說明書稱其為"總體響應"）， 顯然核屯、響應在總體響應中占據(jù)主導地位，基于此發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)在確定被監(jiān)測量數(shù)量時 即使選取稍大于核屯、被評估對象數(shù)量、但遠小于被評估對象數(shù)量的數(shù)值（本方法就是運樣 做的），也就是說即使采用數(shù)量相對少很多的傳感器等設備，仍然可w準確獲得核屯、被評估 對象的健康狀態(tài)數(shù)據(jù)，滿足結構健康狀態(tài)監(jiān)測的核屯、需求，因此本方法所建議的結構健康 監(jiān)測系統(tǒng)的造價顯而易見地比常規(guī)方法所要求的結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的造價低很多，也就是 說本方法能夠W造價低得多的條件實現(xiàn)對索結構的核屯、被評估對象的健康狀態(tài)的評估，運 種益處是對結構健康監(jiān)測技術能否被采用是舉足輕重的。
【具體實施方式】
[0049] 本方法采用一種算法，該算法用于識別核屯、被評估對象的健康狀態(tài)。具體實施時， 下列步驟是可采取的各種步驟中的一種。
[0050] 第一步：首先確認索結構承受的可能發(fā)生變化的載荷的數(shù)量。根據(jù)索結構所承受 的載荷的特點，確認其中"所有可能發(fā)生變化的載荷"，或者將所有的載荷視為"所有可能發(fā) 生變化的載荷"，設共有JZW個可能發(fā)生變化的載荷，即共有JZW個次要被評估對象。設被 評估的支承索和支座角位移分量的數(shù)量之和為P，即核屯、被評估對象的數(shù)量為P，設被評估 的支座角位移分量的數(shù)量為Z，設被評估的支承索的數(shù)量為Ml。
[0051] 設索結構的支座角位移分量的數(shù)量、索結構的支承索的數(shù)量和JZW個"所有可能 發(fā)生變化的載荷"的數(shù)量之和為N，即共有N個被評估對象。給被評估對象連續(xù)編號，該編 號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。
[0052] 被監(jiān)測的多類參量可W包括：索力、應變、角度和空間坐標，分別敘述如下：
[0053] 設索系統(tǒng)中共有Q根支承索，索結構的被監(jiān)測的索力數(shù)據(jù)由索結構上Ml個指定索 的Ml個索力數(shù)據(jù)來描述，索結構索力的變化就是所有指定索的索力的變化。每次共有M1個 索力測量值或計算值來表征索結構的索力信息。Ml是一個不小于0的整數(shù)。
[0054]索結構的被監(jiān)測的應變數(shù)據(jù)可由索結構上K2個指定點的、及每個指定點的L2個指 定方向的應變來描述，索結構應變數(shù)據(jù)的變化就是K2個指定點的所有被測應變的變化。每 次共有M2(Mz=K2XL2)個應變測量值或計算值來表征索結構應變。M2是一個不小于0的整 數(shù)。
[00對索結構的被監(jiān)測的角度數(shù)據(jù)由索結構上而個指定點的、過每個指定點的L3個指定 直線的、每個指定直線的&個角度坐標分量來描述，索結構角度的變化就是所有指定點的、 所有指定直線的、所有指定的角度坐標分量的變化。每次共有M3(M3=K3XL3XH3)個角度 坐標分量測量值或計算值來表征索結構的角度信息。Ms是一個不小于0的整數(shù)。
[0056]索結構的被監(jiān)測的形狀數(shù)據(jù)由索結構上K4個指定點的、及每個指定點的L4個指定 方向的空間坐標來描述，索結構形狀數(shù)據(jù)的變化就是K4個指定點的所有坐標分量的變化。 每次共有M4(M4=K4XL4)個坐標測量值或計算值來表征索結構形狀。M4是一個不小于0的 整數(shù)。 陽057] 綜合上述被監(jiān)測量，整個索結構共有M(M=M1+M2+M3+M4)個被監(jiān)測量，定義參量K化=M1+K2+K3+K4)，M不小于P加 4。
[0058] 為方便起見，在本方法中將"索結構的被監(jiān)測的所有參量"簡稱為"被監(jiān)測量"。給 M個被監(jiān)測量連續(xù)編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。本方法用用變量j表 示運一編號，j= 1，2, 3,…，M。
[0059] 按照技術方案中規(guī)定的步驟確定"本方法的索結構的溫度測量計算方法"。
[0060]第二步：建立初始力學計算基準模型A。。
[0061] 在索結構竣工之時，或者在建立健康監(jiān)測系統(tǒng)前，按照"本方法的索結構的溫度測 量計算方法"測量計算得到"索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"（可W用常規(guī)溫度測量方法測量，例如 使用熱電阻測量），此時的"索結構穩(wěn)